【正文】 22 致 謝 在本次設(shè)計(jì)中我的指導(dǎo)老師是 陳媛 老師，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過 程中，從最初的方案設(shè)計(jì)到最后的控制程序編訂和說明書的編寫，都有她 的細(xì)心輔導(dǎo)和深切關(guān)懷。 圖 310 延時(shí)推包 啟動后，時(shí)間繼電器 T37 工作， 5 秒后推包電磁閥 啟動， 推桿動作， 一個(gè)袋裝過程完成， 系統(tǒng)復(fù)位， 下一個(gè)袋裝開始，循環(huán)整個(gè)過程。 程序梯形圖如圖 38。 ZDLP 型 電磁閥 技術(shù)參數(shù)如表 23。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關(guān)兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時(shí)要定制電磁閥的開閉時(shí)間調(diào)節(jié)。氨用閥不能采用銅材。 特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能 14 正常工作，但一般通徑不超過 25mm。 表 32 EM231 主要技術(shù)參數(shù) 總體特性 EM231 功耗 點(diǎn)數(shù) 2W 4 路模擬量輸入 電流損耗 :+5V DC(從 I/O 總線 ) 從 L+ L+電壓范圍 10mA 60mA 4～ 2 8 輸入范圍：電壓（單極性） 電壓（雙極性） 電流 0 ～ 10V, 0～ 5 V 5～ +5V ,～ + 0～ 20mA 模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間 250us 模擬量輸入響應(yīng) ～ 95% 共模抑制 40dB,DC to 60Hz 模擬量輸入模塊的分辨率通常以 A/D轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)數(shù)字量的位數(shù)來表示， EM231的輸入信號經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)值是 12的二進(jìn)制，在 CPU中的存放格式如圖 33。 3． 模擬量輸入模塊選型 根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，選用模擬量輸入模塊 EM231。模擬量輸入模塊就是用來將模擬信號轉(zhuǎn)換成 PLC 所能接受 的數(shù)字信號的。20 或 400177。 6 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。 7 3 化肥 袋裝 控制 系統(tǒng) 測量系統(tǒng)的選擇 目前，在稱重技術(shù)領(lǐng)域廣泛使用電阻應(yīng)變式傳感器，其具有精度高、溫度影響小、線性好、價(jià)格適中等特點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求我選擇的是 BK2 型 S 形測力 /稱重傳感器 。 （ 2）閉環(huán)過程控制 早期的 PLC 只具有簡單的邏輯控制功能，現(xiàn)代的 PLC 功能日益強(qiáng)大，大型 PLC 都具有模擬量控制單元，具有用于過程控制的各種專用模塊或子程序（如 PID 控制模塊等）。 （ 5） 輸出控制信號階段。 （ 3） 讀入現(xiàn)場信號階段。為了提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性 ,并及時(shí)接收外來的控制命令 ,PC(在每次掃描期間 ,還進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器的通訊 ,其工作主要分以下五個(gè)階段。另外 CPU 還對其內(nèi)部工作進(jìn)行自動檢測 ,并協(xié)調(diào) PC 各部分工作 ,如有差錯(cuò) ,它立即停止運(yùn)行。 存儲器是可編程序控制器的重要組成部分 ,有了它可編程序控制器才能有記憶功能 ,才能預(yù)先把待解決問題的一步步操作 ,用命令的形式 —— 即一條條指令保存起來?！? 總之，可編程控制器是一臺計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。 2 圖 11 化肥袋裝系統(tǒng)示意圖 從示意圖中，可以得到整個(gè)系統(tǒng)分 為兩大部分：測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了秤體機(jī)械結(jié)構(gòu) ,設(shè)置一緩沖料斗將物料送往稱斗 ,由稱重傳感器實(shí)現(xiàn)電子稱量。 實(shí)踐證明，本控制系統(tǒng)具有精度高、成本 低、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、操作維護(hù)簡單等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。長期以來， PLC 活躍于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂茟?yīng)用，具有體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、高可靠性、故障率低、簡單直觀的編程模式等特點(diǎn)。前者側(cè)重于包裝速度 ,后者保證稱量精度 ,解決了包裝效率與稱量精度之間的矛盾。本次課題的主要目的就是以 PLC為核心設(shè)計(jì)一套適合工業(yè)生產(chǎn)的袋裝控制系統(tǒng)，提高化肥袋裝的精度。 當(dāng)按下啟動按扭的時(shí)候，稱重電磁閥 11 得電，氣缸打開放料閘板，成品倉中的化肥通過大口徑漏斗灌裝到包裝袋中，當(dāng)重量達(dá)到 48kg 的時(shí)候，稱重傳感器重量信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，傳到 PLC 內(nèi)部， PLC 經(jīng)過內(nèi)部運(yùn)算，關(guān)閉稱重電磁 11 閘板，打開電磁閥 12 閘板，化肥通過小口徑漏斗灌狀到包裝袋中， 這樣就提高了計(jì)量的精度?！? 以后國際電工委員會 (IEC)又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿 ,并在 1987年 2 月通過了對它的定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè) 環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。送入存儲器中的程序內(nèi)容就相當(dāng)于繼電 —— 接觸器控制的各種線圈、觸點(diǎn)和接線 ,這種存儲程序的控制 ,當(dāng)需要改變控制要求時(shí) ,只要改 變程序 ,而不用改變接線。用戶控制程序是根據(jù)生產(chǎn)過程和工藝要求編制的 ,可以通過編程器修改或增刪。 PC 需要用編程器輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序 ,也用以監(jiān)視 PC 的工作情況。若自診斷正常 ,則繼續(xù)向下掃描。在無中斷和跳轉(zhuǎn)控制的前提下 ,按存儲器地址遞增的方向依次執(zhí)行 (掃描 )用戶程序。 由于 PLC,采用了反復(fù)掃描的工作方式 ,使之與工業(yè)現(xiàn)場的機(jī)器需要反復(fù)執(zhí)行一系列操作的工作方式相似。 （ 4）機(jī)器人控制 隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的形成，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，機(jī)器人的控制同樣可用 PLC 來實(shí)現(xiàn)，如美國 JEEP 公司焊接自動生產(chǎn)線上使用的 29 個(gè)機(jī)器人，每臺都用一個(gè)PLC 控制。 控制 系統(tǒng) 的 硬件設(shè)計(jì) CPU 選型 選擇主機(jī)為 CPU226 模塊， 集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 其 I/O 分配表如表 32 所示。 接口模塊分為三類，分別是數(shù)字量 模塊（數(shù)字量輸入擴(kuò) 展模塊、數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊、數(shù)字量輸入輸出擴(kuò)展模塊）和模擬量 模塊（模擬量輸入擴(kuò)展模塊、模擬量輸出擴(kuò)展模塊、模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊） ，以及智能模塊 （ PID 調(diào)節(jié)模塊、高速計(jì)算數(shù)器模塊、溫度傳感器模塊等） 。模擬量輸入模塊接收的是來自傳感器的模擬量信號，這種模擬量信號如果很微小 ，模擬量就接收不到。 對于電壓信號只 用兩個(gè)端子，電流信號則需要 3 個(gè)。 4 組模擬量通道全部使用，無需短接。特點(diǎn)：流體壓力范圍上限很高，但必須滿足流體壓差條件 。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應(yīng)注明。 3． 電磁閥選型 本設(shè)計(jì)采用的是上海巨良 公司 生產(chǎn) 的型號為 ZDLP 型電子式電動單座、套筒調(diào)節(jié)閥。 圖 36 系統(tǒng) 功能塊圖 0 1 2 5 4 3 初始狀態(tài) 稱重電磁閥 1～ 4 打開 稱重傳感器模擬量 PLC 重量到 48KG 時(shí) 稱重電磁閥 14關(guān)閉 58 打開 重量達(dá)到 50KG 時(shí)稱重電磁閥 58 關(guān)閉 推包電磁閥 14打開 結(jié)束 延時(shí) 18 2． 控制程序設(shè)計(jì) 根據(jù)功能模塊圖，首先是 在 初始化 狀態(tài)下啟動 ， 稱重電磁閥 14 打開， 如圖 27。當(dāng) VW120 里的數(shù)據(jù)大于 或 等 于 48Kg時(shí)， 清零， 啟動，關(guān)閉電磁閥 11，啟動電磁閥 12，細(xì)給流量小，進(jìn)入精度控制環(huán)節(jié)。這在程序中可以很明白的看出；每袋重誤差不超過 ＋ 5％和 5%,這一點(diǎn)我的系統(tǒng)精度完全達(dá)到了要求，我選用的傳感器靈敏度是 1～ ，也就是說，其誤差不過 ，系統(tǒng)要求精度是 ； PLC 選擇的是西門子 S7－ 200 系列產(chǎn)品，我選用的主機(jī)是 CPU226，擴(kuò)展模塊是 EM231。他們不僅是我的 朋友 ，同時(shí)，在心里他們也是我的老師。與其說畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合考試，不如說是對設(shè)計(jì)者綜合素質(zhì)的一次全面檢驗(yàn)。 PLC 接收傳感器傳來的實(shí)時(shí) 測量信號